各向异性导电性薄板的制造方法

文档序号:6865413阅读:204来源:国知局
专利名称:各向异性导电性薄板的制造方法
技术领域
本发明涉及各向异性导电性薄板的制造方法,更详细地说,涉及可以很好地用于形成在晶片上的集成电路等电路装置的电检查的各向异性导电性薄板的制造方法。
背景技术
各向异性导电性弹性薄板,是只沿着厚度方向显示导电性的薄板,或者是具有在沿着厚度方向被加压时只沿着厚度方向显示导电性的加压导电性导电部的薄板,具有不用锡焊或机械嵌合等装置就可以达成紧密的电连接,吸收机械的冲击或变形从而可以进行柔软的连接等特长,因此利用这种特长,例如在电子计算机、电子式数码时钟、电子照相机、计算机键盘等领域中,可以作为用于达成与电路装置,例如印制电路基板和无引线电路芯片载体、液晶面板等相互之间的电连接的连接器而广泛使用。
另外,在封装IC、MCM等半导体集成电路装置、形成了集成电路的晶片、印制电路基板等电路装置的电检查中,为了达成形成在作为检查对象的电路装置的一面上的被检查电极,和形成在检查用电路基板的表面上的检查用电极的电的连接,在电路装置的被检查电极区域和检查用电路基板的检查用电极区域之间,进行填充各向异性导电性弹性薄板的操作。
以往,作为这种各向异性导电性弹性薄板,已知有很多种结构的,例如在专利文献1等中,公开了在使显示磁性的导电性粒子以在弹性体中沿着厚度方向排列的方式取向的状态下分散而得到的各向异性导电性弹性薄板(以下,将其称为“分散型各向异性导电性薄板”。),另外,在专利文献2等中,公开了通过使显示磁性的导电性粒子不均匀地分步在弹性体中,形成沿着厚度方向延伸的多个导电路形成部,和将它们相互绝缘的绝缘部而成的各向异性导电性弹性薄板(以下,将其称为“偏在型各向异性导电性薄板”。),进而,在专利文献3等中,公开了在导电路形成部的表面和绝缘部之间形成了台阶的偏在型各向异性导电性薄板。
在这些各向异性导电性弹性薄板中,在弹性高分子物质中,以用沿着厚度方向排列的方式取向的状态,含有导电性粒子,从而形成导电性粒子的链,并由该导电性粒子的链形成导电路。
这种各向异性导电性弹性薄板,以往,通过使显示磁性的导电性粒子分散在被固化而成为弹性高分子物质的高分子物质形成材料中而构成的导电性材料层,使磁场沿着其厚度方向起作用,使高导电性材料层中的导电性粒子以沿着厚度方向排列的方式取向,接着,在停止对于导电性材料层的磁场的作用后,或者一面继续磁场的作用,一面经由将该导电性材料层固化处理的工序来制造。
但是,在以往的各向异性导电性弹性薄板的制造方法中,判明了存在以下的问题。
为了制造用较小的加压力显示较高的导电性的各向异性导电性薄板,在相对于导电性材料层使磁场起作用的工序中,沿着厚度方向,即相对于导电性材料层的表面垂直的方向形成导电性粒子的链是很重要的。
可是,在使磁场起作用之前的导电性材料层中,导电性粒子以均匀地分散在该导电性材料层中的状态存在,因此即便使磁场沿着导电性材料层的厚度方向起作用,如图26所示,导电性粒子P的链,不只是导电性材料层80的厚度方向,在相对于厚度方向倾斜的方向上也形成了。并且,在该状态下,由于在磁力学方面是稳定的,并且各个导电性粒子被磁力约束,因此即便继续磁场的作用,导电性粒子也不会以沿着厚度方向形成链的方式移动。并且,在该状态下,通过将导电性材料80固化处理而得到的各向异性导电性薄板,在相对于厚度方向倾斜的方向上也形成了导电性粒子的链,因此,很难用较小的加压力得到较高的导电性。
另外,在分散型各向异性导电性薄板中,当在相对于厚度方向倾斜的方向上形成了导电性粒子的链的情况下,很难得到较高的分辨能力,即当在相邻的电极间确保必要的绝缘性的状态下,以较高的信赖性达成对于各个电极的电连接的性能。
进而,在偏在型各向异性导电性薄板的制造方法中,存在以下的问题。
在偏在型各向异性导电性薄板的制造程序中,如图27所示,在基板91上,按照与要形成的导电路形成部相同的图形形成强磁性体层92,并在除此之外的区域上形成非磁性体层93而成的上模90,和在基板96上,按照与上模90的强磁性体层92对称的图形形成强磁性体层97,并在除此之外的区域上形成非磁性体层98而成的下模95之间,形成使显示磁性的导电性粒子P分散在被固化而成为弹性高分子物质的高分子物质形成材料中而成的导电性材料层80。接着,通过在上模90的上面以及下模95的下面配置一对电磁铁(图未示)并使其工作,在导电性材料层80的位于上模90的强磁性体层92和下模95的强磁性体层97之间的部分上,使强度大于除此之外的部分的磁场起作用。其结果,分散在导电性材料层80中的导电性粒子P,集中在位于上模90的强磁性体层92和下模95的强磁性体层97之间的部分,即成为导电路形成部的部分,同时以沿着厚度方向排列的方式取向。然后,在该状态下,进行导电性材料层80的固化处理。
可是,存在于导电性材料层80的、彼此相邻的成为导电路形成部的部分之间的中央位置的导电性粒子P,因作用于该导电性粒子P的磁场的平衡,存在不向成为导电路形成部的部分移动而滞留的情况,通过其他的导电性粒子P于这种导电性粒子P相连,如图28所示,在上模90的强磁性体层92和与其相对应的下模95的强磁性体层97相邻的强磁性体层97之间,形成导电性粒子P的链,其结果,便很难得到在相邻的导电路形成部之间确保了所需的绝缘性的各向异性导电性薄板。这种现象,是导电路形成部的间距越小越显著。
专利文献1特开昭51-93393号公报专利文献2特开昭53-147772号公报专利文献3特开昭61-250906号公报发明内容本发明,是根据以上的情况研制成的,其第1个目的在于,提供即便用较小的加压力加压,和可以制造电电阻值较低,且显示稳定的导电性的各向异性导电性薄板的方法。
本发明的第2个目的在于,提供具有以沿着厚度方向取向的状态含有导电性粒子而成的多个导电路形成部,和将这些导电路形成部相互绝缘的绝缘部的各向异性导电性薄板的制造方法,它是即便用较小的加压力加压,也可以制造电电阻值较低,且显示稳定的导电性,并且,即便导电路形成部的间距较小,在相邻的导电路形成部之间也能够可靠地得到所需的绝缘性的各向异性导电性薄板的方法。
本发明的第3个目的在于,提供以沿着厚度方向取向的状态含有导电性粒子而成的各向异性导电性薄板的制造方法,它是造即便用较小的加压力加压,也可以制电电阻值较低,且显示稳定的导电性,并且,具有较高的分辨能力的各向异性导电性薄板的方法。
本发明的各向异性导电性薄板的制造方法,其特征在于具有通过相对于在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中含有显示磁性的导电性粒子而成的导电性材料层,使磁场沿着其厚度方向起作用,使导电性粒子沿着该导电性材料层的厚度方向取向的工序;在该工序中,在停止了对于所述导电性材料层的磁场的作用后,至少再次进行1次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作。
另外,本发明的各向异性导电性薄板的制造方法,它是制造具有在绝缘性的弹性高分子物质中以沿着厚度方向取向的状态含有显示磁性的导电性粒子而成的多个导电路形成部,和将这些导电路形成部相互绝缘的、由绝缘性的弹性高分子物质构成的绝缘部的各向异性导电性薄板的方法,其特征在于具有通过相对于在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中含有显示磁性的导电性粒子而成的导电性材料层,在成为导电路形成部的部分上,使强度大于除此之外的部分的磁场沿着该导电性材料层的厚度方向起作用,使导电性粒子集中在成为该导电路形成部的部分上,并使其沿着该导电性材料层的厚度方向取向的工序;在该工序中,在停止了对于所述导电性材料层的磁场的作用后,至少再次进行1次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作。
另外,本发明的各向异性导电性薄板的制造方法,它是制造在绝缘性的弹性高分子物质中以沿着厚度方向取向的状态含有显示磁性的导电性粒子而成的各向异性导电性薄板的方法,其特征在于具有通过相对于在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中含有显示磁性的导电性粒子而成的导电性材料层,使磁场沿着其厚度方向起作用,使导电性粒子沿着该导电性材料层的厚度方向取向的工序;在该工序中,在停止了对于所述导电性材料层的磁场的作用后,至少再次进行1次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作。
另外,本发明的各向异性导电性薄板的制造方法,它是制造具有在绝缘性的弹性高分子物质中以沿着厚度方向取向的状态含有显示磁性的导电性粒子而成的多个导电路形成部,和将这些导电路形成部相互绝缘的、由绝缘性的弹性高分子物质构成的绝缘部的各向异性导电性薄板的方法,其特征在于准备按照与要形成的导电路形成部的图形相对应的图形形成了多个贯通孔的、由绝缘性的弹性高分子物质构成的绝缘部用薄板体;具有相对于填充在该绝缘部用薄板体的各个贯通孔内的、在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中含有显示磁性的导电性粒子而成的导电性材料层,使磁场沿着其厚度方向起作用,使导电性粒子沿着该导电性材料层的厚度方向取向的工序;
在该工序中,在停止了对于所述导电性材料层的磁场的作用后,至少再次进行1次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作。
在本发明的各向异性导电性薄板的制造方法中,最好在停止了对于导电性材料层的磁场的作用后,再次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作中,再次使其作用于导电性材料层的磁场的磁通线的方向,是与停止前的磁场的磁通线的方向相反的方向。
另外,在本发明的各向异性导电性薄板的制造方法中,最好在停止了对于导电性材料层的磁场的作用后,重复进行再次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作。
在这样的制造方法中,最好在停止了对于导电性材料层的磁场的作用后,将再次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作进行5次或其以上。
根据本发明的各向异性导电性薄板的制造方法,由于暂时停止对于导电性材料层的磁场的作用,因此在该停止状态中,导电性材料层中的各个导电性粒子从磁力的约束下被放开。然后,通过相对于导电性材料层,再次使磁场沿着厚度方向起作用,该动作起触发作用,导电性粒子的移动再次开始,因此在相对于导电性材料层的厚度方向更忠实的方向上形成导电性粒子的链。
这样,可以抑制在相对于厚度方向倾斜的方向上形成导电性粒子的链的情况,因此即便用较小的加压力加压,也可以制造电电阻值较低,而且表示稳定的导电性的各向异性导电性薄板。
另外,在制造多个导电路形成部被绝缘部相互绝缘的偏在型各向异性导电性薄板的情况下,由于可以防止形成连结相邻的导电路形成部之间的导电性粒子的链的情况,因此可以制造即便导电路形成部的间距较小,在相邻的导电路形成部之间也能够可靠地得到所需的绝缘性的各向异性导电性薄板。
另外,在制造分散型各向异性导电性薄板的情况下,由于可以抑制在相对于厚度方向倾斜的方向上形成导电性粒子的链,因此可以制造具有较高的分辨能力的各向异性导电性薄板。


图1是表示由本发明的制造方法得到的各向异性导电性薄板的一例的构成的说明用剖面图。
图2是放大表示图1所示的各向异性导电性薄板的要部的说明用剖面图。
图3是表示为了制造图1所示的各向异性导电性薄板而使用的金属模的构成的说明用剖面图。
图4是表示在图1所示的金属模的上模以及下模的成形面上涂布了导电性材料的状态的说明用剖面图。
图5是表示在金属模的内腔内形成了导电性材料层的状态的说明用剖面图。
图6是表示将金属模设置在电磁铁装置上的状态的说明用剖面图。
图7是表示停止前的磁场的磁通线的方向的说明用剖面图。
图8是表示再次使其起作用的磁场的磁通线的方向的说明用剖面图。
图9是表示导电性材料层中的导电性粒子集中在成为导电路形成部的部分上,并以沿着厚度方向排列的方式取向的状态的说明用剖面图。
图10是表示由本发明的制造方法得到的各向异性导电性薄板的其他的例子的构成的说明用剖面图。
图11是放大表示图10所示的各向异性导电性薄板的要部的说明用剖面图。
图12是表示为了制造图10所示的各向异性导电性薄板而使用的成形部件的构成的说明用剖面图。
图13是表示在成形部件的一方的支撑体以及另一方的支撑体之间形成了导电性材料层的状态的说明用剖面图。
图14是放大表示导电性材料层的说明用剖面图。
图15是表示将成形部件设置在电磁铁装置上的状态的说明用剖面图。
图16是表示导电性材料层中的导电性粒子以沿着厚度方向排列的方式取向的状态的说明用剖面图。
图17是表示由本发明的制造方法得到的各向异性导电性薄板的再其他的例子的构成的说明用剖面图。
图18是放大表示图17所示的各向异性导电性薄板的要部的说明用剖面图。
图19是表示用于制造图17所示的各向异性导电性薄板的绝缘部用薄板体的构成的说明用剖面图。
图20是表示在用于得到绝缘部用薄板体的薄板体上配置了激光用掩模的状态的说明用剖面图。
图21是表示形成了绝缘部用薄板体的状态的说明用剖面图。
图22表示由激光用掩模、绝缘部用薄板体和导电性材料层构成的中间复合体的说明用剖面图。
图23是放大表示中间复合体的导电性材料层的说明用剖面图。
图24是表示将中间复合体设置在电磁铁装置上的状态的说明用剖面图。
图25是表示导电性材料层中的导电性粒子以沿着厚度方向排列的方式取向的状态的说明用剖面图。
图26是表示在以往的各向异性导电性薄板的制造方法中,在相对于厚度方向倾斜的方向上形成了导电性材料层中的导电性粒子的链的状态的说明用剖面图。
图27是表示在以往的各向异性导电性薄板的制造方法中,在上模和下模之间形成了导电性材料层的状态的说明用剖面图。
图28是表示在以往的各向异性导电性薄板的制造方法中,在上模的强磁性体层和相对应的下模的强磁性体层相邻的强磁性体层之间,形成了导电性粒子的链的状态的说明用剖面图。
标号说明
10 各向异性导电性薄板10A 导电性材料层11 导电路形成部 12 绝缘部15 框架板20 各向异性导电性薄板20A 导电性材料层 25 成形部件26 一方的支撑体 27 另一方的支撑体28 衬垫 30 各向异性导电性薄板31 导电路形成部 31A 导电性材料层31H 贯通孔32 绝缘部32A 绝缘部用薄板体32B 薄板体34 中间复合体35 激光用掩模36 开口 50 上模51 强磁性体基板 52 强磁性体层53 非磁性体层54 上侧衬垫55 下模 56 强磁性体基板57 强磁性体层58 非磁性体层59 下侧衬垫 60 电磁铁装置61 上侧电磁铁62 磁极65 下侧电磁铁66 磁极90 上模 91 基板92 强磁性体层93 非磁性体层95 下模 96 基板97 强磁性体层98 非磁性体层80 导电性材料层 P导电性粒子E 弹性高分子物质具体实施方式
以下,详细地说明本发明的实施形态。
(第1种方法)第1种方法,是制造图1所示的构成的各向异性导电性薄板10的方法。如果说明各向异性导电性薄板10,就是该各向异性导电性薄板10是偏在型各向异性导电性薄板,由按照与要连接的电极、例如作为检查对象的电路装置的被检查电极的图形相对应的图形配置的、分别沿着厚度方向延伸的多个导电路形成部11,和将这些导电路形成部11相互绝缘的绝缘部12构成。各个导电路形成部11,如图2放大表示那样,是在绝缘性的弹性高分子物质E中,以导电性粒子P以沿着厚度方向排列的方式取向的状态含有导电性粒子P的部分,通过沿着厚度方向被加压,在厚度方向上形成由导电性粒子P的链构成的导电路。在图示的例子中,各个导电路形成部11,以分别从绝缘部12的两面突出的方式形成。相对于此,绝缘部12,由绝缘性的弹性高分子物质构成,是完全或基本不含有导电性粒子P的部分,在厚度方向以及面方向上都不显示导电性。
另外,在该例的各向异性导电性薄板中,在绝缘部12的周缘部分上一体地设有框状的框架板15。
在此,导电路形成部11的导电性粒子P的含有比例,以体积分率是10~60%,最好是15~50%。当该比例小于10%时,不能得到电电阻值足够小的导电路形成部11。另一方面,当该比例超过60%时,得到的导电路形成部11容易变得脆弱,不能得到作为导电路形成部11所必需的弹性。
另外,导电路形成部11的间距,例如是60~500μm,在制造该间距小于等于200μm的各向异性导电性薄板10时,本发明的制造方法极为有效。
在用于制造这种各向异性导电性薄板10的第1种方法中,使用图3所示的金属模。如果具体地说明图3所示的金属模,就是该金属模,将上模50以及与之成对的下模55,以备自的成形面彼此相对的方式配置而构成,在上模50的成形面(图3中,下面)和下模55的成形面(图3中,上面)之间形成有内腔。
在上模50中,在强磁性体基板51的下面上,按照与要制造的各向异性导电性薄板10的导电路形成部11的配置图形对称的图形,形成强磁性体层52,在该强磁性体层52以外的部位上,形成具有比该强磁性体层52的厚度大的厚度的非磁性体层53,由此,在上模50的成形面的强磁性体层52所在的部位上,形成有凹处。
另一方面,在下模55中,在强磁性体基板56的上面上,按照与要制造的各向异性导电性薄板10的导电路形成部11的配置图形相同的图形,形成强磁性体层57,在该强磁性体层57以外的部位上,形成具有比该强磁性体层57的厚度大的厚度的非磁性体层58,由此,在下模55的成形面的强磁性体层57所在的部位上,形成有凹处。
作为构成上模50以及下模55的各自的强磁性体基板51、56的材料,可以使用铁、铁-镍合金、铁-钴合金、镍、钴等强磁性金属。该强磁性体基板51、56,最好厚度为0.1~50mm,并且最好是表面平滑,实施了化学的脱脂处理,另外,进行了机械的研磨处理的。
另外,作为构成上模50以及下模55的各自的强磁性体层52、57的材料,可以使用铁、铁-镍合金、铁-钴合金、镍、钴等强磁性金属。该强磁性体层52、57,最好其厚度大于等于10μm。当该厚度小于10μm时,相对于形成在金属模内的导电性材料层,很难使具有足够的强度分布的磁场起作用,其结果,便很难使导电性粒子高密度地集中在该导电性材料层的成为导电路形成部的部分上,因而不能得到具有良好的各向异性导电性的薄板。
另外,作为构成上模50以及下模55的各自的非磁性体层53、58的材料,可以使用铜等非磁性金属、具有耐热性的高分子物质等,在通过光刻的方法可以很容易地形成非磁性体层53、58这一点上,最好使用被放射线固化的高分子物质,最为其材料,例如可以使用丙烯类的干膜抗蚀剂、环氧类的液状抗蚀剂、聚酰亚胺类的液状抗蚀剂等光致抗蚀剂。
另外,非磁性体层53、58的厚度,根据强磁性体层52、57的厚度、作为目的的各向异性导电性薄板10的导电路形成部11的突出高度设定。
然后,在第1种方法中,经由
在金属模内,形成在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中,含有显示磁性的导电性粒子而构成的导电性材料层的工序(a-1);通过相对于所述导电性材料层,在成为导电路形成部的部分上,使强度大于除此之外的部分的磁场沿着该导电性材料层的厚度方向起作用,使导电性粒子集中在成为该导电路形成部的部分上,并使其沿着该导电性材料层的厚度方向取向的工序(b-1);停止对于所述导电性材料层的磁场的作用后,或者一面继续磁场的作用,一面晶该导电性材料层固化处理的工序(c-1);制造各向异性导电性薄板10。
以下,具体地说明各工序。
工序(a-1)在工序(a-1)中,首先,通过使显示磁性的导电性粒子分散在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中,调制导电性材料。
作为用于调制导电性材料的高分子物质形成材料,可以使用各种材料,作为其具体例,可以列举硅橡胶、聚丁二烯橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶等共轭二烯类橡胶以及它们的氢添加物、苯乙烯-丁二烯-二烯嵌段共聚物橡胶、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物等嵌段共聚物橡胶以及它们的氢添加物、氯丁二烯、聚氨酯橡胶、聚酯类橡胶、表氯醇橡胶、乙烯-丙烯共聚物橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶、软质液状环氧橡胶等。
其中,从耐久性、成形加工性、电特性等观点来看,最好是硅橡胶。
作为硅橡胶,最好是将液状硅橡胶交联或缩合的。液状硅橡胶,可以是缩合型的硅橡胶、附加型的硅橡胶、含有乙烯基、羟基的硅橡胶等任意一种。具体地说,可以列举二甲基硅氧烷生橡胶、甲基乙烯基硅氧烷生橡胶、甲基苯基乙烯基硅氧烷生橡胶等。
另外,作为附加型的液状硅橡胶,可以使用通过乙烯基和Si-H结合的反应固化的,由含有乙烯基以及Si-H结合这两方的聚硅氧烷构成的一液型(一成分型)的材料,以及由含有乙烯基的聚硅氧烷以及含有Si-H结合的聚硅氧烷构成的二液型(二成分型)的材料的任意一种,但最好使用二液型的附加型液状硅橡胶。
其中,含有乙烯基的液状硅橡胶(含有乙烯基的聚二甲基硅氧烷),通常,通过在二甲基乙烯基氯硅烷或二甲基乙烯基烷氧基硅烷存在的情况下,使二甲基二氯硅烷或二甲基二烷氧基硅烷加水分解以及缩合反应,例如进行由继续溶解-沉淀的反复的分别,可以得到。
另外,在两末端含有乙烯基的液状硅橡胶,通过在催化剂存在的情况下将八甲基环四硅氧烷这样的环状硅氧烷阴离子聚合,作为聚合停止剂,例如使用二甲基二乙烯基硅氧烷,并适当选择其他的反应条件(例如,环状硅氧烷的量以及聚合停止剂的量)可以得到。在此,作为阴离子聚合的催化剂,可以使用氢氧化四甲基铵以及氢氧化正丁基鏻等碱或它们的硅醇金属盐(シラノレ-ト)溶液等,反应温度,例如是80~130℃。
这样的含有乙烯基的聚二甲基硅氧烷,最好是其分子量Mw(说的是标准聚苯乙烯换算重量平均分子量。以下相同)为10000~40000的。另外,从得到的各向异性导电性薄板10的耐热性的观点来看,最好是分子量分布指数(说的是标准聚苯乙烯换算重量平均分子量Mw合标准聚苯乙烯换算数平均分子量Mn的比Mw/Mn的值。以下相同)是小于等于2的。
另一方面,含有羟基的液状硅橡胶(含有羟基的聚二甲基硅氧烷),通常,通过在二甲基氢化氯硅烷或二甲基氢化烷氧基硅烷存在的情况下,使二甲基二氯硅烷或二甲基二烷氧基硅烷加水分解以及缩合反应,例如进行由继续溶解-沉淀的反复的分别,可以得到。
另外,通过在催化剂存在的情况下将环状硅氧烷阴离子聚合,作为聚合停止剂,例如可以使用二甲基氢化氯硅烷、甲基二氢化氯硅烷或二甲基氢化烷氧基硅烷等,并适当选择其他的反应条件(例如,环状硅氧烷的量以及聚合停止剂的量)也可以得到。在此,作为阴离子聚合的催化剂,可以使用氢氧化四甲基铵以及氢氧化正丁基鏻等碱或它们的硅醇金属盐溶液等,反应温度,例如是80~130℃。
这样的含有羟基的聚二甲基硅氧烷,最好是其分子量Mw为10000~40000的。另外,从得到的各向异性导电性薄板10的耐热性的观点来看,最好是分子量分布指数是小于等于2的。
在本发明中,可以使用上述的含有乙烯基的聚二甲基硅氧烷以及含有羟基的聚二甲基硅氧烷的任意一方,也可以将两者并用。
另外,在制造用于集成电路的探测器试验或老化试验的各向异性导电性薄板10的情况下,作为液状硅橡胶,最好使用其固化物的150℃的压缩永久变形是小于等于10%的,更好的是小于等于8%,再好一点是小于等于6%。当该压缩永久变形超过10%时,当多次重复使用得到的各向异性导电性薄板10或者在高温环境下重复使用时,容易在导电路形成部11上产生永久变形,由此,在导电路形成部11的导电性粒子的链上出现混乱,其结果便很难维持所需的导电性。
在此,液状硅橡胶的固化物的压缩永久变形,可以通过以JIS K6249为基准的方法测定。
另外,作为液状硅橡胶,最好使用其固化物的23℃的、杜罗回跳式硬度计A硬度为10~60的,进而更好的是15~60,特别是最好是20~60的。当该杜罗回跳式硬度计A硬度小于10时,在被加压时,将导电路形成部11相互绝缘的绝缘部12容易过度变形,便很难维持导电路形成部11之间的所需的绝缘性。另一方面,当该杜罗回跳式硬度计A硬度超过60时,为了给导电路形成部11造成适当变形,需要由相当大的载荷施加的加压力,因此例如容易出现检查对象物的变形或破损。
在此,液状硅橡胶的固化物的杜罗回跳式硬度计A硬度,可以通过以JIS K 6249为基准的方法测定。
另外,作为液状硅橡胶,最好使用其固化物的23℃的扯裂强度为大于等于8kN/m的,再好一点是大于等于10kN/m的,更好的是大于等于15kN/m的,特别好的是大于等于20kN/m的。当该扯裂强度小于8kN/m时,在给各向异性导电性薄板10造成过度的变形时,容易引起耐久性的降低。
在此,液状硅橡胶的固化物的扯裂强度,可以通过以JIS K6249为基准的方法测定。
另外,作为液状硅橡胶,最好使用其23℃的粘度为100~1,250Pa·s的,再好一点的是150~800Pa·s的,特别好的是250~500Pa·s的。当该粘度小于100Pa·s时,在得到的导电性材料中,容易产生该液状硅橡胶中的导电性粒子的沉淀,不能得到良好的保存稳定性,另外,在后述的工序(b-1)中,在相对于导电性材料层使磁场沿着厚度方向起作用时,导电性粒子不能以沿着厚度方向排列的方式取向,并很难以均匀的状态形成导电性粒子的链。另一方面,当该粘度超过1,250Pa·s时,由于得到的导电性材料是粘度较高的材料,因此便很难在金属模内形成导电性材料层,另外,即便相对于导电性材料层使磁场沿着厚度方向起作用,也不能使导电性粒子充分地移动,因此,很难使导电性粒子以沿着厚度方向排列的方式取向。
在此,液状硅橡胶的粘度,可以用B型粘度计测定。
在高分子物质形成材料中,可以使其含有用于使该高分子物质形成材料固化的固化催化剂。作为这样的固化催化剂,可以使用有机过氧化物、脂肪酸偶氮化合物、氢化硅烷化催化剂等。
作为当作固化催化剂来使用的有机过氧化物的具体例,可以列举过氧化苯甲酰、过氧化双二环苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基等。
作为当作固化催化剂来使用的脂肪酸偶氮化合物的具体例,可以列举偶氮二异丁腈等。
作为可以当作氢化硅烷化反应的催化剂来使用的材料的具体例,可以列举氯铂酸以及其盐、铂-含不饱和基团的硅氧烷配合物、乙烯基硅氧烷和铂的配合物、铂和1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷的配合物、三有机(基)膦或磷酸脂和铂的复合物、乙酰基乙酸酯铂鳌合物、环状二烯烃和铂的配合物等公知的材料。
固化催化剂的使用量,可以考虑高分子物质形成材料的种类、固化催化剂的种类、其他的固化处理条件来适当选择,但通常,相对于高分子物质形成材料100重量份是3~15重量份。
高分子物质形成材料,通常可以是含有硅石粉、胶态硅石、硅石气凝胶(aerogel slica)、氧化铝等无机填充材料而成的材料。通过含有这样的无机填充材料,可以确保得到的导电性材料的触变性(thixotropy),其粘度增加,并且,导电性粒子P的分散稳定性提高,同时被固化处理而得到的各向异性导电性薄板10的强度提高。
这种无机填充材料的使用量,没有特别地限定,但如果大量使用,在后述的工序(b-1)中,较大地阻碍由磁场实现的导电性粒子P的移动,因此不理想。
作为用于调制导电性材料的导电性粒子,可以使用显示磁性的,作为其具体例,可以列举铁、镍、钴等显示磁性的金属的粒子,或者它们的合金的粒子,或者含有这些金属的粒子,或者将这些粒子作为芯粒子、在该芯粒子的表面实施金、银、钯、铑等导电性良好的金属的电镀的材料,或者将非磁性金属粒子或玻璃珠等无机物质粒子或聚合物粒子作为芯粒子,在该芯粒子的表面上上述了镍、钴等导电性磁性体的电镀的材料,或者在芯粒子上包覆了导电性磁性体以及导电性良好的金属这两方的材料等。
其中,最好使用将镍粒子作为芯粒子,并在其表面实施了金或银等导电性良好的金属的电镀的材料。
作为在芯粒子的表面上包覆导电性金属的方法,没有特别地限定,例如可以通过无电解电镀来进行。
作为导电性粒子,在使用在芯粒子的表面上包覆导电性金属而构成的材料的情况下,从可以得到良好的导电性的观点来看,最好粒子表面的导电性金属的包覆率(相对于芯粒子的表面积的导电性金属的包覆面积的比例)大于等于40%,再好一点是大于等于45%,特别好的是47~95%。
另外,导电性金属的包覆量,最好是芯粒子的2.5~50重量%,再好一点是3~30重量%,更好的是3.5~25重量%,特别好的是4~20重量%。在被包覆的导电性金属是金的情况下,其包覆量,最好是芯粒子的3~30重量%,再好一点是3.5~25重量%,更好的是4~20重量%。另外,在被包覆的导电性金属是银的情况下,其包覆量,最好是芯粒子的3~30重量%,再好一点是4~25重量%,更好的是5~23重量%,特别好的是6~20重量%。
另外,导电性粒子的粒子径,最好是1~500μm,再好一点是2~300μm,更好的是3~200μm,特别好的是5~150μm。
另外,导电性粒子的粒子径分布(Dw/Dn),最好是1~10,再好一点是1~7,更好的是1~5,特别好的是1~4。
通过使用满足这样的条件的导电性粒子,得到的各向异性导电性薄板10,很容易加压变形,另外,在该各向异性导电性薄板10的导电路形成部11中,在导电性粒子P之间可以得到足够的电接触。
另外,导电性粒子的形状,没有特别地限定,但在可以很容易地使其分散在高分子物质形成材料中这一点上,最好是球状、星形状或者由它们凝聚的2次粒子构成的块状。
另外,导电性粒子的含水率,最好是小于等于5%,再好一点是小于等于3%,更好的是小于等于2%,特别好的是小于等于1%。通过使用满足这样的条件的导电性粒子,在后述的工序(c-1)中,在固化处理导电性材料层时,能够防止或抑制在该导电性材料层内产生气泡的情况。
通过用例如网板印刷法将这种导电性材料,涂布在图3所示的金属模的上模50的成形面以及下模55的成形面的任意一方或两方上,然后,如图4所示,在涂布了导电性材料的下模55上,从下面开始,使下侧衬垫59、框架板15、上侧衬垫54以及涂布了导电性材料的上模50按照该顺序重合,在金属模的上模50以及下模55之间的内腔内,形成在高分子物质形成材料中含有导电性粒子P而成的导电性材料层10A。在该导电性材料层10A中,如图5所示,导电性粒子P是分散在该导电性材料层10A中的状态。
以上,作为构成框架板15的材料,可以使用金属材料、陶瓷材料、树脂材料等各种材料,作为其具体例,可以列举铁、铜、镍、铬、钴、镁、锰、钼、铟、铅、钯、钛、钨、铝、金、铂、银等金属或将大于等于2种的金属组合在一起的合金或合金钢等金属材料,氮化硅、碳化硅、氧化铝等陶瓷材料,芳香族无纺布加强型环氧树脂、芳香族无纺布加强型聚酰亚胺树脂、芳香族无纺布加强型粘胶丝马来酰亚胺三氮杂苯树脂等树脂材料。
另外,在制造用于老化试验的各向异性导电性薄板10的情况下,作为构成框架板15的材料,最好使用线热膨胀系数与构成作为检查对象的晶片的材料的线热膨胀系数相同或相近的材料。具体地说,在构成晶片的材料是硅的情况下,最好使用线热膨胀系数小于等于1.5×10-4/K,特别是,3×10-6~8×10-6/K的材料,作为其具体例,可以列举殷钢等殷钢型合金、恒弹性合金钢等恒弹性合金钢型合金、过因瓦合金、科瓦铁镍钴合金、42合金等金属材料,芳香族无纺布加强型有机树脂材料。
另外,框架板15的厚度,例如0.03~1mm,最好是0.05~0.25mm。
工序(b-1)在工序(b-1)中,通过相对于在工序(a-1)中形成的导电性材料层10A,在成为导电性形成部的部分上,使强度大于除此之外的部分的磁场沿着该导电性材料层10A的厚度方向起作用,使导电性粒子集中在成为该导电性形成部的部分上,并使其以沿着该导电性材料层10A的厚度方向排列的方式取向。
如果具体地说明,就是如图6所示,准备具有上侧电磁铁61以及下侧电磁铁65,并且以各自的磁极62、66彼此相对的方式配置的电磁铁装置60,在该电磁铁装置60的上侧电磁铁61的磁极62和下侧电磁铁65的磁极66之间,配置在内腔内形成了导电性材料层10A的金属模。接着,通过使电磁铁装置60工作,在上模50的强磁性体层52和与之相对应的下模55的强磁性体层57之间,形成强度大于上模50的非磁性体层53和下模55的非磁性体层58之间的磁场。即,在导电性材料层10A上,在成为导电路形成部的部分上,使强度大于除此之外的部分的磁场起作用,由此,使分散在导电性材料层10A中的导电性粒子P集中在成为导电路形成部的部分上,并使其以沿着该导电性材料层10A的厚度方向排列的方式取向。
在此,作用于导电性材料层10A的磁场的强度,最好平均是0.02~2.5特斯拉的大小。
另外,该工序(b-1),最好在不促进导电性材料层10A的固化的条件下,例如在室温下进行。
然后,在第1种方法中,在该工序(b-1)中,暂时停止对于导电性材料层10A的磁场的作用之后,至少再次进行1次相对于导电性材料层10A使磁场起作用的操作(以下,将该操作称为“再工作操作”)。该再工作操作,具体地说,通过在停止电磁铁装置60的工作后,再次,使电磁铁装置60工作的方式进行。
在该再工作操作中,从停止对于导电性材料层10A的磁场的作用开始,到再次相对于导电性材料层10A使磁场起作用为止的时间(以下,称为“工作停止时间”),可以考虑导电性材料层10A的粘度、导电性材料层10A中的导电性粒子的比例、导电性粒子的平均粒子径等而适当设定,但最好是小于等于200秒,再好一点是小于等于60秒。
当该工作停止时间过长时,工序(b-1)所需要的时间过长,从而通过制造工序整体的生产效率变得极低,同时由于液状的高分子物质形成材料的固化开始,因此导电性材料层10A的粘度变化,其结果,便不能得到充分的效果。
另外,在再工作操作中,使其再次作用于导电性材料层10A的磁场,其磁通线的方向既可以与停止前的磁场的磁通线的方向相同,也可以与停止前的磁场的磁通线的方向相反,但在残留磁场的影响较少的方面,最好与停止前的磁场的磁通线的方向相反。
另外,在使磁通线的方向与停止前的磁场的磁通线相反的磁场起作用时,该磁场的强度,最好与停止前的磁场的强度大致相同。
为了使磁通线的方向与停止前的磁场的磁通线的方向相反的磁场起作用,只要改变电磁铁装置60的上侧电磁铁61的磁极62的极性以及下侧电磁铁65的磁极66的极性即可。
如果具体地说明,就是在相对于导电性材料层10A最初使磁场起作用时,例如在上侧电磁铁61的磁极62是N极,以及下侧电磁铁65的磁极66是S极的条件下,使电磁铁装置60工作。在该状态下,由于上模50的强磁性体层52作为N极,下模55的强磁性体层57作为S极起作用,因此如图7所示,作用于导电性材料层10A的磁场的磁通线的方向,是从上模50的强磁性体层52向与之相对应的下模55的强磁性体层57的方向,即,是从上向下的方向。这样,在使磁场作用于导电性材料层10A的状态下,在经过了规定的时间后,暂时停止电磁铁装置60的工作。之后,在上侧电磁铁61的磁极62是S极,以及下侧电磁铁65的磁极66是N极的条件下,再次使电磁铁装置60工作。在该状态下,由于上模50的强磁性体层52作为S极,下模55的强磁性体层57作为N极起作用,因此如图8所示,作用于导电性材料层10A的磁场的磁通线的方向,是从下模55的强磁性体层57向与之相对应的上模50的强磁性体层52的方向,即,是从下向上的方向。
通过这种方法,在停止电磁铁装置60的工作时,即便产生了残留磁场,通过再次使电磁铁装置60工作也将其消磁,因此残留磁场的影响减少。
另外,再工作操作,在工序(b-1)中只要至少进行1次即可,但最好重复进行,具体地说,再工作操作的次数最好大于等于5次,再好一点是10~500次。
当再工作操作的次数过少时,导电性材料层10A中的各个导电性粒子P从磁力的约束下被放开的机会较少,因而,导电性粒子P的移动再次开始的机会较少,故很难在相对于导电性材料层10A的厚度方向更忠实的方向上形成导电性粒子P的链,其结果,在得到的各向异性导电性薄板中,便很难可靠地防止形成连结相邻的导电路形成部之间的导电性粒子P的链的情况。
这样,在重复再工作操作的情况下,从再次相对于导电性材料层使磁场起作用开始,到停止对于该导电性材料层的磁场的作用为止的时间(以下,称为“再工作时间”),可以考虑导电性材料层10A的粘度、导电性材料层10A中的导电性粒子的比例、导电性粒子的平均粒子径等而适当设定,但最好是10~300秒,再好一点是10~200秒。
当该再工作时间过短时,不能形成较高强度的磁场,因此,不能使导电性材料层10A中的导电性粒子P充分地移动,其结果,便很难在相对于导电性材料层10A的厚度方向更忠实的方向上形成导电性粒子P的链。另一方面,当再工作时间过长时,工序(b-1)所需要的时间过长,从而通过制造工序整体的生产效率变得极低,同时由于液状的高分子物质形成材料的固化开始,因此导电性材料层10A的粘度变化,其结果,不能得到充分的效果。
如以上所述,在工序(b-1)中,如图9所示,在上模50的强磁性体层52和与之相对应的下模55的强磁性体层57之间的部分,即,成为导电路形成部的部分上,形成以沿着厚度方向取向的状态紧密地含有导电性粒子P的导电性材料层10A。
工序(c-1)在工序(c-1)中,对于在成为导电路形成部的部分上以沿着厚度方向取向的状态紧密地含有导电性粒子P的导电性材料层10A,进行固化处理。
导电性材料层10A的固化处理,既可以在停止对于该导电性材料层10A的磁场的作用后进行,也可以一面相对于导电性材料层10A使磁场起作用,一面进行,但最好一面使磁场起作用一面进行。
另外,导电性材料层10A的固化处理,因使用的材料而不同,但通常通过加热处理进行。具体的加热温度以及加热时间,考虑构成导电性材料层10A的高分子物质形成材料的种类等而适当设定。
然后,在导电性材料层10A的固化处理结束后,通过冷却到例如室温,然后从金属模取出,得到图1以及图2所示的各向异性导电性薄板10。
根据以上的第1种方法,由于暂时停止对于导电性材料层10A的磁场的作用,因此在该停止状态中,导电性材料层10A中的各个导电性粒子P从磁力的约束下被放开。然后,通过相对于导电性材料层10A,再次使磁场沿着厚度方向起作用,该动作起触发作用,导电性粒子P的移动再次开始,因此在相对于导电性材料层10A的厚度方向更忠实的方向上形成导电性粒子P的链。
这样,可以抑制在相对于厚度方向倾斜的方向上形成导电性粒子P的链的情况,因此即便用较小的加压力加压,也可以制造电电阻值较低,而且表示稳定的导电性,并且,由于可以防止形成连结相邻的导电路形成部之间的导电性粒子P的链的情况,因此即便导电路形成部11的间距较小,在相邻的导电路形成部11之间也能够可靠地得到所需的绝缘性的各向异性导电性薄板10。
(第2种方法)第2种方法,是制造图10所示的构成的各向异性导电性薄板20的方法。
如果说明各向异性导电性薄板20,就是该各向异性导电性薄板20是分散型各向异性导电性薄板,如图11放大表示那样,在绝缘性的弹性高分子物质E中,以导电性粒子P沿着厚度方向排列的方式取向从而形成导电性粒子P的链的状态,并且,以导电性粒子P的链沿着面方向均匀地分布的状态含有导电性粒子P,通过沿着厚度方向将表面的任意的部位加压,在该部位上沿着厚度方向形成由导电性粒子P的链形成的导电路。
在此,各向异性导电性薄板20的导电性粒子P的含有比例,以体积分率是10~60%,最好是15~50%。当该比例小于10%时,不能得到电电阻值足够小的导电路形成部11。另一方面,当该比例超过60%时,得到的各向异性导电性薄板20容易变得脆弱,不能得到作为各向异性导电性薄板20所必要的弹性。
并且,在第2种方法中,经由
在适当的支撑体上,形成在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中,含有显示磁性的导电性粒子而成的导电性材料层的工序(a-2);通过相对于所述导电性材料层,使磁场沿着其厚度方向起作用,使导电性粒子沿着该导电性材料层的厚度方向取向的工序(b-2);在停止对于所述导电性材料层的磁场的作用后,或一面继续磁场的作用,一面将该导电性材料层固化处理的工序(c-2);制造各向异性导电性薄板20。
以下,具体地说明各工序。
工序(a-2)在工序(a-2)中,首先,与第1种方法的工序(a-1)同样地,通过使显示磁性的导电性粒子分散在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中,调制导电性材料。
然后,如图12所示,准备由一方的支撑体26、另一方的支撑体27以及衬垫28构成的成形部件25,在该成形部件25的另一方的支撑体27上,例如用网板印刷法涂布导电性材料,之后,通过使一方的支撑体26经由衬垫28重合,如图13所示,在一方的支撑体26和另一方的支撑体27之间形成导电性材料层20A。在该导电性材料层20A中,如图14所示,导电性粒子P是分散在该导电性材料层20A中的状态。
工序(b-2)在工序(b-2)中,通过相对于在工序(a-2)中形成的导电性材料层20A,使磁场沿着其厚度方向起作用,使导电性粒子沿着该导电性材料层20A的厚度方向取向。
如果具体地说明,就是如图15所示,准备具有上侧电磁铁61以及下侧电磁铁65,并且以各自的磁极62、66彼此相对的方式配置的电磁铁装置60,在该电磁铁装置60的上侧电磁铁61的磁极62和下侧电磁铁65的磁极66之间,配置形成了导电性材料层20A的成形部件25。接着,通过使电磁铁装置60工作,相对于导电性材料层20A使磁场沿着其厚度方向起作用,由此,使分散在导电性材料层20A中的导电性粒子P以沿着该导电性材料层20A的厚度方向排列的方式取向。
在此,作用于导电性材料层20A的磁场的强度,最好平均是0.02~2.5特斯拉的大小。
另外,该工序(b-2),最好在不促进导电性材料层20A的固化的条件下,例如在室温下进行。
然后,在该第2种方法中,在该工序(b-2)中,通过在停止电磁铁装置60的工作后,再次使电磁铁装置60工作,进行再工作操作。
另外,在再工作操作中,使其再次作用于导电性材料层20A的磁场,其磁通线的方向既可以与停止前的磁场的磁通线的方向相同,也可以与停止前的磁场的磁通线的方向相反,但在残留磁场的影响较少的方面,最好与停止前的磁场的磁通线的方向相反。另外,在使磁通线的方向与停止前的磁场的磁通线相反的磁场起作用时,该磁场的强度,最好与停止前的磁场的强度相同。另外,再工作操作,在工序(b-2)中只要至少进行1次即可,但最好重复进行,具体地说,再工作操作的次数最好大于等于5次,再好一点是10~500次。
再工作操作的具体的条件以及重复再工作操作时的具体的条件,与所述第1种方法的工序(b-1)所示的条件相同。
如以上所述,在工序(b-2)中,如图16所示,形成以沿着厚度方向取向的状态含有导电性粒子P的导电性材料层20A。
工序(c-2)在工序(c-2)中,对于以沿着厚度方向取向的状态含有导电性粒子P的导电性材料层20A,进行固化处理。
导电性材料层20A的固化处理,既可以在停止对于该导电性材料层20A的磁场的作用后进行,也可以一面相对于导电性材料层20A使磁场起作用,一面进行,但最好一面使磁场起作用一面进行。
另外,导电性材料层20A的固化处理,因使用的材料而不同,但通常通过加热处理进行。具体的加热温度以及加热时间,考虑构成导电性材料层20A的高分子物质形成材料的种类等而适当设定。
然后,在导电性材料层20A的固化处理结束后,通过冷却到例如室温,然后从成形部件取出,得到图10以及图11所示的各向异性导电性薄板20。
根据以上的第2种方法,由于暂时停止对于导电性材料层20A的磁场的作用,因此在该停止状态中,导电性材料层20A中的各个导电性粒子P从磁力的约束下被放开。然后,通过相对于导电性材料层20A,再次使磁场沿着厚度方向起作用,该动作起触发作用,导电性粒子P的移动再次开始,因此在相对于导电性材料层20A的厚度方向更忠实的方向上形成导电性粒子P的链。
这样,可以抑制在相对于厚度方向倾斜的方向上形成导电性粒子P的链的情况,因此即便用较小的加压力加压,也能够可靠地制造电电阻值较低,而且显示稳定的导电性,并且,具有较高的分辨能力的各向异性导电性薄板20。
(第3种方法)第3种方法,是制造图17所示的构成的各向异性导电性薄板30的方法。
如果说明各向异性导电性薄板30,就是该各向异性导电性薄板30是偏在型各向异性导电性薄板,由按照与要连接的电极、例如作为检查对象的电路装置的被检查电极的图形相对应的图形配置的、分别沿着厚度方向延伸的多个导电路形成部31,和将这些导电路形成部31相互绝缘的绝缘部32构成。各个导电路形成部31,如图18放大表示那样,在绝缘性的弹性高分子物质E中以沿着厚度方向取向的状态含有导电性粒子P,通过沿着厚度方向被加压,在厚度方向上形成由导电性粒子P的链构成的导电路。相对于此,绝缘部32,由绝缘性的弹性高分子物质构成,完全不含有导电性粒子P,并且在厚度方向以及面方向上不显示导电性。另外,在该例子的各向异性导电性薄板30中,各个导电路形成部31,以从绝缘部32的一面(图中是上面)突出的方式形成。
在此,导电路形成部31的导电性粒子P的含有比例,以体积分率是10~60%,最好是15~50%。当该比例小于10%时,不能得到电电阻值足够小的导电路形成部31。另一方面,当该比例超过60%时,得到的导电路形成部31容易变得脆弱,不能得到作为导电路形成部31所必要的弹性。
并且,在第3种方法中,经由准备按照与要形成的导电路形成部的图形相对应的图形形成了多个贯通孔的、由绝缘性的弹性高分子物质构成的绝缘部用薄板体,并形成填充在该绝缘部用薄板体的各贯通孔内的、在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中含有导电性粒子而成的导电性材料层的工序(a-3);通过相对于所述导电性材料层,使磁场沿着其厚度方向起作用,使导电性粒子沿着该导电性材料层的厚度方向取向的工序(b-3);在停止对于所述导电性材料层的磁场的作用后,或者一面继续磁场的作用,一面将该导电性材料层固化处理的工序(c-3);制造各向异性导电性薄板30。
以下,具体地说明各工序。
工序(a-3)在工序(a-3)中,首先,如图19所示,制造按照与要形成的导电路形成部31的图形相对应的图形形成了多个贯通孔31H的、由绝缘性的弹性高分子物质构成的绝缘部用薄板体32A。
如果具体地说明,就是如图20所示,准备由绝缘性的弹性高分子物质构成的薄板体32B,在该薄板体32B上,配置按照与要形成的导电路形成部的图形相对应的图形形成了多个开口36的激光用掩模35,通过经由激光用掩模35的开口36在该薄板体32B上实施激光加工,如图21所示,得到按照与要形成的导电路形成部的图形相对应的图形形成了多个贯通孔31H的绝缘部用薄板体32A。
另一方面,与第1种方法的工序(a-1)同样地,通过使导电性粒子分散在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中,调制导电性材料。
然后,通过在配置在绝缘部用薄板体32A上的激光用掩模35的表面上,用例如网板印刷法涂布导电性材料,如图22所示,在绝缘部用薄板体32的各贯通孔31H以及激光用掩模35的各开口36内形成导电性材料层31A,由此,得到由绝缘部用薄板体32A、配置在其一面上的激光用掩模35、和形成在绝缘部用薄板体32的各贯通孔31H以及激光用掩模35的各开口36内的导电性材料层31A构成的中间复合体34。在该中间复合体34的导电性材料层31A中,如图23所示,导电性粒子P是分散在该导电性材料层31A中的状态。
工序(b-3)在工序(b-3)中,通过相对于在工序(a-3)中形成的导电性材料层31A,使磁场沿着其厚度方向起作用,使导电性粒子沿着该导电性材料层31A的厚度方向取向。
如果具体地说明,就是如图24所示,准备具有上侧电磁铁61以及下侧电磁铁65,并且以各自的磁极62、66彼此相对的方式配置的电磁铁装置60,在该电磁铁装置60的上侧电磁铁61的磁极62和下侧电磁铁65的磁极66之间,配置中间复合体34。接着,通过使电磁铁装置60工作,相对于中间复合体34的各个导电性材料层31A使磁场沿着其厚度方向起作用,由此,使分散在导电性材料层31A中的导电性粒子P以沿着该导电性材料层31A的厚度方向排列的方式取向。
在此,作用于导电性材料层31A的磁场的强度,最好平均是0.02~2.5特斯拉的大小。
另外,该工序(b-3),最好在不促进导电性材料层31A的固化的条件下,例如在室温下进行。
然后,在该第3种方法中,在该工序(b-3)中,通过在停止电磁铁装置60的工作后,再次使电磁铁装置60工作,进行再工作操作。
另外,在再工作操作中,使其再次作用于导电性材料层31A的磁场,其磁通线的方向既可以与停止前的磁场的磁通线的方向相同,也可以与停止前的磁场的磁通线的方向相反,但在残留磁场的影响较少的方面,最好与停止前的磁场的磁通线的方向相反。另外,在使磁通线的方向与停止前的磁场的磁通线相反的磁场起作用时,该磁场的强度,最好与停止前的磁场的强度相同。另外,再工作操作,在工序(b-3)中只要至少进行1次即可,但最好重复进行,具体地说,再工作操作的次数最好大于等于5次,再好一点是10~500次。
再工作操作的具体的条件以及重复再工作操作时的具体的条件,与所述第1种方法的工序(b-1)所示的条件相同。
如以上所述,在工序(b-3)中,如图25所示,形成以沿着厚度方向取向的状态含有导电性粒子P的导电性材料层31A。
工序(c-3)在工序(c-3)中,对于以沿着厚度方向取向的状态含有导电性粒子P的导电性材料层31A,进行固化处理。
导电性材料层31A的固化处理,既可以在停止对于各个导电性材料层31A的磁场的作用后进行,也可以一面相对于各个导电性材料层31A使磁场起作用,一面进行,但最好一面使磁场起作用一面进行。
另外,导电性材料层31A的固化处理,因使用的材料而不同,但通常通过加热处理进行。具体的加热温度以及加热时间,考虑构成导电性材料层31A的高分子物质形成材料的种类等而适当设定。
如以上所述,通过将各个导电性材料层31A固化处理,多个导电路形成部以被绝缘部相互绝缘的状态被一体地形成在该绝缘部上。然后,在导电性材料层31A的固化处理结束后,通过冷却到例如室温,然后除去激光用掩模35,得到图17以及图18所示的各向异性导电性薄板30。
根据以上的第3种方法,由于暂时停止对于导电性材料层31A的磁场的作用,因此在该停止状态中,导电性材料层31A中的各个导电性粒子P从磁力的约束下被放开。然后,通过相对于导电性材料层31A,再次使磁场沿着厚度方向起作用,该动作起触发作用,导电性粒子P的移动再次开始,因此在相对于导电性材料层31A的厚度方向更忠实的方向上形成导电性粒子P的链。
这样,可以抑制在相对于厚度方向倾斜的方向上形成导电性粒子P的链的情况,因此即便用较小的加压力加压,也能够制造电电阻值较低,而且显示稳定的导电性的各向异性导电性薄板30。
另外,为了在绝缘部用薄板体32A的各贯通孔31H内形成导电路形成部31,形成导电性粒子P完全不存在的绝缘部32,因此可以制造即便导电路形成部31的间距较小,在相邻的导电路形成部31之间也能够可靠地得到所需的绝缘性的各向异性导电性薄板30。
本发明的各向异性导电性薄板的制造方法,不限于上述的第1种方法~第3种方法,可以适用于具有如下工序的所有的制造方法,即,通过相对于在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中含有导电性粒子而成的导电性材料层,使磁场沿着其厚度方向起作用,使导电性粒子沿着该导电性材料层的厚度方向取向的工序。
实施例以下,说明本发明的各向异性导电性薄板的制造方法的具体的实施例,但本发明不限于此。
(实施例1)(1)框架板的制作制作以下的式样的框架板。
框架板,是材质为42合金,尺寸为25mm×25mm×0.03mm的矩形,在其中央位置上,形成有10.0mm×10.0mm的矩形的开口。
(2)衬垫的制作制作以下的式样的上侧衬垫以及下侧衬垫。
上侧衬垫以及下侧衬垫,是材质为不锈钢(SUS-304),尺寸为25mm×25mm×0.03mm的矩形,在其中央位置上,形成有11.0mm×11.0mm的矩形的开口。
(3)金属模的制作按照图3所示的构成,制作如下的式样的金属模。
上模(50)以及下模(55),分别具有由厚度为6mm的42合金构成的强磁性体基板(51、56),在各强磁性体基板(51、56)的表面上,分别形成有由镍-钴构成的2000个矩形的强磁性体层(52、57)。强磁性体层(52、57)各自的尺寸是80μm(纵)×80μm(横)×50μm(厚度),配置间距为130μm。另外,在强磁性体基板(51、56)的表面的形成了强磁性体层(52、57)以外的区域上,形成将干膜抗蚀剂固化处理而成的厚度为80μm的非磁性体层(53、58)。
(4)工序(a-1)在附加型液状硅橡胶100重量份中,添加并混合了平均粒子径为8.7μm的导电性粒子140重量份之后,通过进行减压的脱泡处理,调制导电性材料。
通过网板印刷法,将该导电性材料,涂布在上述的金属模的上模的成形面以及下模的成形面上,之后,通过在下模上,使下侧衬垫、框架板、上侧衬垫以及上模从下面开始以该顺序重合,在上模以及下模之间的内腔内形成了导电性材料层。
以上,作为导电性粒子,使用将镍粒子作为芯粒子,并在该芯粒子上实施无电解金电镀而成的粒子(平均包覆量是芯粒子的重量的25重量%的量)。
另外,作为附加型液状硅橡胶,使用A液的粘度为250Pa·s,B液的粘度为250Pa·s的二液型的材料,固化物的150℃的永久压缩变形为5%,固化物的杜罗回跳式硬度计A硬度为35,固化物的扯裂强度为25kN/m的材料。
另外,上述的附加型液状硅橡胶以及其固化物的特性,以如下的方式测定。
(i)附加型液状硅橡胶的粘度由B型粘度计,测定23±2℃的粘度。
(ii)硅橡胶固化物的压缩永久变形将二液型的附加型液状硅橡胶的A液和B液以等量的比例搅拌混合。接着,将该混合物倒入金属模内,在对于该混合物进行了减压的脱泡处理之后,通过以120℃、30分钟的条件进行固化处理,制作由厚度为12.7mm、直径为29mm的硅橡胶固化物构成的圆柱体,对于该圆柱体,以200℃、4小时的条件进行二次固化。将以这种方式得到的圆柱体用作试验片,以JIS K 6249为基准,测定150±2℃的压缩永久变形。
(iii)硅橡胶固化物的扯裂强度通过用与上述(ii)同样的条件进行附加型液状硅橡胶的固化处理以及二次固化,制作厚度为2.5mm的薄板。通过冲压从该薄板上制作月牙形的试验片,并以JIS K 6249为基准,测定23±2℃的扯裂强度。
(iv)杜罗回跳式硬度计A硬度将5片以与上述(iii)同样的方式制作的薄板重合在一起,并将得到的层叠体用作试验片,以JIS K 6249为基准,测定23±2℃的杜罗回跳式硬度计A硬度。
(5)工序(b-1)准备具有上侧电磁铁以及下侧电磁铁,并以各自的磁极彼此相对的方式配置的电磁铁装置,在该电磁铁装置的上侧电磁铁的磁极和下侧电磁铁的磁极之间,设置形成了上述导电性材料层的金属模。接着,在室温下,通过使电磁铁装置工作15秒,使1.6T强度的磁场作用于导电性材料层的成为导电路形成部的部分,进而,一面合计进行200次再工作操作,一面使磁场作用于成为导电路形成部的部分。在此,再工作操作的条件,是工作停止时间为5秒,再工作时间为15秒,再次使其起作用的磁场的磁通线的方向为与停止前的磁场的磁通线的方向相反的方向,再次使磁场相对于导电性材料层的成为导电路形成部的部分起作用时的该磁场的强度,都是1.6T。
(6)工序(c-1)通过在在电磁铁装置的上侧电磁铁的磁极和下侧电磁铁的磁极之间,设置了金属模的状态下,直接使该电磁铁装置工作,一面使1.6T强度的磁场作用于导电性材料层的成为导电路形成部的部分,一面以100℃、2小时的条件,进行该导电性材料的固化处理,接着,在冷却到室温后,通过从金属模取出,制造在绝缘部的周缘部分上一体地设置了框架板的各向异性导电性薄板。
在得到的各向异性导电性薄板中,2000个矩形的导电路形成部以130μm的间距配置,导电路形成部,纵横的尺寸为80μm×80μm,厚度为150μm,从绝缘部的两面的突出高度分别为30μm,绝缘部的厚度为90μm。
另外,当检查导电路形成部中的导电性粒子的含有比例时,所有的导电路形成部,在体积分率方面都是30%。
(比较例1)在工序(b-1)中,除了不进行再工作操作,而通过使电磁铁装置工作4000秒,使1.6T的强度的磁场作用于导电性材料层的成为导电路形成部的部分上之外,与实施例1同样地,制造在绝缘部的周缘部分上一体地设置了框架板的各向异性导电性薄板。
在得到的各向异性导电性薄板中,2000个矩形的导电路形成部以130μm的间距配置,导电路形成部,纵横的尺寸为80μm×80μm,厚度为150μm,从绝缘部的两面的突出高度分别为30μm,绝缘部的厚度为90μm。
另外,当检查导电路形成部中的导电性粒子的含有比例时,所有的导电路形成部,在体积分率方面都是30%。
(各向异性导电性薄板的平价)导电路形成部的导电性在将各向异性导电性薄板的所有的导电路形成部,以其厚度方向的变形率为10%、20%、30%以及40%的方式加压的状态下,测定该导电路形成部各自的厚度方向的电电阻值。在表1中表示其结果。
导电路形成部之间的绝缘性在将各向异性导电性薄板的所有的导电路形成部,以其厚度方向的变形率为20%的方式加压的状态下,测定相邻的导电路形成部之间的电电阻值,并求出该值小于1MΩ的导电路形成部的个数。在表1中表示其结果。
表1

正如从表1的结果所明确的那样,可以确认,根据实施例1,可以得到如下的各向异性导电性薄板,即,即便用较小的加压力加压,也具有电电阻值较低,且显示稳定的导电性的导电路形成部,并且,相邻的导电路形成部之间具有所需的绝缘性。
权利要求
1.一种各向异性导电性薄板的制造方法,其特征在于,具有以下工序相对于在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中含有显示磁性的导电性粒子而成的导电性材料层,使磁场沿着其厚度方向起作用,以使导电性粒子沿着该导电性材料层的厚度方向取向,在该工序中,在停止了对于所述导电性材料层的磁场的作用后,至少再次进行1次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作。
2.一种各向异性导电性薄板的制造方法,该各向异性导电性薄板具有在绝缘性的弹性高分子物质中以沿着厚度方向取向的状态含有显示磁性的导电性粒子而成的多个导电路形成部,和将这些导电路形成部相互绝缘的、由绝缘性的弹性高分子物质构成的绝缘部,所述各向异性导电性薄板的制造方法的特征在于,具有以下工序相对于在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中含有显示磁性的导电性粒子而成的导电性材料层,在成为导电路形成部的部分上,使强度大于除此之外的部分的磁场沿着该导电性材料层的厚度方向起作用,以使导电性粒子集中在成为该导电路形成部的部分上,并使其沿着该导电性材料层的厚度方向取向,在该工序中,在停止了对于所述导电性材料层的磁场的作用后,至少再次进行1次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作。
3.一种各向异性导电性薄板的制造方法,该各向异性导电性薄板是在绝缘性的弹性高分子物质中以沿着厚度方向取向的状态含有显示磁性的导电性粒子而成的,所述各向异性导电性薄板的制造方法的特征在于,具有以下工序相对于在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中含有显示磁性的导电性粒子而成的导电性材料层,使磁场沿着其厚度方向起作用,以使导电性粒子沿着该导电性材料层的厚度方向取向,在该工序中,在停止了对于所述导电性材料层的磁场的作用后,至少再次进行1次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作。
4.一种各向异性导电性薄板的制造方法,该各向异性导电性薄板具有在绝缘性的弹性高分子物质中以沿着厚度方向取向的状态含有显示磁性的导电性粒子而成的多个导电路形成部,和将这些导电路形成部相互绝缘的、由绝缘性的弹性高分子物质构成的绝缘部,所述各向异性导电性薄板的制造方法的特征在于,具有以下工序准备按照与要形成的导电路形成部的图形相对应的图形形成了多个贯通孔的、由绝缘性的弹性高分子物质构成的绝缘部用薄板体;相对于填充在该绝缘部用薄板体的各个贯通孔内的、在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中含有显示磁性的导电性粒子而成的导电性材料层,使磁场沿着其厚度方向起作用,以使导电性粒子沿着该导电性材料层的厚度方向取向;在该工序中,在停止了对于所述导电性材料层的磁场的作用后,至少再次进行1次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作。
5.如权利要求1至4的任意一项所述的各向异性导电性薄板的制造方法,其特征在于,在停止了对于导电性材料层的磁场的作用后再次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作中,再次作用于导电性材料层的磁场的磁通线的方向与停止前的磁场的磁通线的方向相反。
6.如权利要求1至5的任意一项所述的各向异性导电性薄板的制造方法,其特征在于,在停止了对于导电性材料层的磁场的作用后,重复进行再次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作。
7.如权利要求6所述的各向异性导电性薄板的制造方法,其特征在于,在停止了对于导电性材料层的磁场的作用后,将再次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作进行5次或5次以上。
全文摘要
公开了即便用较小的加压力加压,和可以制造电电阻值较低,且显示稳定的导电性的各向异性导电性薄板的方法。本发明的各向异性导电性薄板的制造方法,其特征在于,具有通过相对于在被固化而成为绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子物质形成材料中含有导电性粒子而成的导电性材料层,使磁场沿着其厚度方向起作用,使导电性粒子沿着该导电性材料层的厚度方向取向的工序,在该工序中,在停止了对于所述导电性材料层的磁场的作用后,至少再次进行1次相对于该导电性材料层使磁场起作用的操作。
文档编号H01B13/00GK1918756SQ20058000418
公开日2007年2月21日 申请日期2005年2月1日 优先权日2004年2月6日
发明者五十岚久夫 申请人:Jsr株式会社
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